回复: 听音室内的声学现象谈摆位——界面反射干扰
朋友 您的音箱那些频率可以纵向横向360度辐射呢？
本帖子一开头就提到：“——低频声音从扬声器箱发出后，它会类似球形波向四面八方辐射，……”
那么，从电声学的角度看，对于一个具体的箱子，什么频率段内的频率会“类似球形波向四面八方辐射”呢？了解这个问题，我们才知道某个频率时，该频率能不能直接辐射到侧面、地面、或后墙，并在这些位置形成第一反射点（反射面）？特别是音箱后墙的这个反射点还能不能起到“第一反射点”的作用呢？
大家都有体会，通常高音单元只安装在箱子正面，这个情况下，高频是不能直接辐射到后墙去的，因为高频单元由于受到口径尺寸、物理结构等等因素影响，存在比较强烈的指向性。且随频率变化，安装在箱子正面的普通高音单元只能形成半球面辐射波甚至锥形辐射波，…………。
是什么原因造成这样的现象呢？经过大量的电声学试验和测量，发现了下面一些规律，并经过理论分析，证明这些现象规律是可以通过物理方法和数学方法来进行分析归纳表达的。这里我们就直接应用结论，其他就留给电声专家去继续研究或解决吧。
对于一个具体的箱子，从电声学的角度看【注：因为声学上区别高、中、低频是按照具体的频率高、低划分的，有相对明确的频率高、低概念；电声学却更重视声音从扬声器发出后辐射、传播的特征状况，并按声音从扬声器发出后辐射、传播的特征状况来划分高、中、低频段；这样，对于不同的扬声器箱就有不同频率的高、中、低频段划分。这样的高、中、低频划分也更有利于我们把握这些频率辐射的特征状况，有利于我们进行音箱“摆位”时分析参考】，我们把它发出的声音形成了“类似球面辐射波”的频率段称为低频；把它发出的声音形成了“类似半球面辐射波”的频率段称为中频；把它发出的声音形成了“类似锥形辐射波”的频率段称为高频。在环境摆位中，界面反射干扰对“类似球面辐射波”的低频和“类似半球面辐射波”的中频影响明显；而“类似锥形辐射波”的高频，其界面反射干扰是可以“忽略”的。原因很简单，这些中低频频率的声波能够直接辐射到距离箱子最近的第一反射界面上，并被反射回来形成强烈的界面反射干扰；高频则只会向正面辐射，不会辐射到距离箱子最近的第一反射界面上成强烈的界面反射干扰。那么，怎样计算区分判断具体某一箱子形成“类似球面辐射波”的低频、和“类似半球面辐射波”的中频，它们的频率是多少，就成了我们期望解决问题的第一个关键环节。
例如我们现在有一个6.5时的纸盆扬声器单元，装置在一个用木材造的音箱上，而这音箱的面板长和宽都是0.25米（正方形）。我们怎样计算这音箱的高、中、低频率呢？首先我们要计算这箱子面板的对角线，用这音箱面板的宽度乘上2的方根（1.414）×0.25m=0.354m（2的方根乘上音箱面板的宽度，我们称为：电声分频系数），任何频率的 l／4波长是超过0.354m时，对这音箱来说它就是低频；如果一个频率的 l／4波长是0.354m时，波长就是4×0.354m =1.416m，这频率=344m／s÷1.416m=242.94／s=242.94Hz，所以任何音频低于242.94Hz时，对这音箱来说就是它的低频率。当242.9Hz或更低的频率从这音箱传播出来时，它们的扩散形象是球型的，等于如果我们把这音箱悬挂在一个消声室中间时，这些频率的音量在音箱的前后左右及上下所发出来的声压都是差不多一样大声的，放出来的声音变成没有方向性（即全方向辐射的）。
当某频率的 l／4波长是小于音箱面板的对角长度，但这波长又大于扬声器的半径时，这段频率就是这音箱的中频率。例如我们现在是用一个6.5时单元，这单元的半径为3.25寸，就是8.255cm=0.08255m,这个音频为344m/s÷0.08255m=4167Hz,从242.9～4167HZ的频率就是这音箱的中频率。中频率从这音箱所扩散出来的形状是半球形的，即如果我们把这段频率从刚才悬挂在消声室中心的音箱放出来时，声音从音箱面板扩散出来的形状是半球形。在音箱后面是听不到这段频率声音的。
4167Hz及更高的频率，对这音箱来说就是它的高频率。高频率从音箱扩散出来的声音形状是锥形的，频率越高，锥的形状越窄。
（这样划分出来的高、中、低频不是很严格的，他们存在“相互覆盖”过度的区间，例如箱子的面板是正方形而不是圆形，也是造成相互覆盖过度的原因之一。）
通常如果频率超过开始高音频的4倍时，声音扩散出来的形状会慢慢变成一条直线而不扩散，如果不是坐在对正单元的位置，就听不到这些高频率。所以很多高频率单元如果是纸盆型的话，这纸盆的直径是很小的，目的就是为了把这音箱的高频下限尽量提高，希望能够使高频扩散的宽度增加。我们常常见到家庭音响音箱中的高音单元，通常会用 l—2时的纸盆单元，或半球状的单元，理由就是这个原因。而专业现场音响的高音单元，因为要发出很大的高频声压，所以说通常（一定）是采用号角处理。
（这里的举例音箱面板是正方形的，但是现代的音箱面板设计往往是瘦高形的，我们应该怎样处置这些问题呢？）
现代的箱子已经趋向“窄障板（面板）”瘦高形设计，瘦高形箱体设计的主要优势和目的在于：可以减少障板面积，降低障板反射失真（障板面积减小反射亦减少），例如可减小障板早期反射干扰失真等；另外就是，与宽体形箱子相比，能获得更宽的较好的声音（纵向和横向）辐射指向性。
那么我们应该怎样处置这些“瘦高形箱体设计”与正方形障板设计差异的问题呢？（在听音室里，仍然【假定】听音室顶部已经（应该）做成了中低频强吸收处理，我们就可以集中精力只考虑横向的声音辐射形态和地面的反射状态就可以了，这样事情就简单许多。）
为什么说与宽体形箱子相比，“窄障板（面板）”瘦高形设计能获得较好的声音（纵向和横向）辐射指向性呢？因为“窄障板（面板）”瘦高形设计的箱子，声音纵向和横向辐射波的高、中、低频形态划分计算方法，我们仍然可以参考正方形箱的划分计算方法去计算判断，即仍然可用这音箱面板的宽度乘上2的方根（1.414）×（宽）m=（电声分频系数）m。
如果我们假定箱子宽仍然为25cm，使用的扬声器单元仍然是6.5时单元，那么这个箱子向“前、后、左、右（纵向和横向）”的声音辐射形态，是和上面障板长宽均为25cm的正方形箱的情形大致一样。电声分频系数仍然是0.354m。任何频率的 l／4波长超过0.354m时，对这音箱来说它仍然是低频；如果一个频率的 l／4波长是0.354m时，那么波长就是4×0.354m =1.416m，这频率=344m／s÷1.416m=242.94／s=242.94Hz，所以任何音频低于242.94Hz的频率，对这音箱来说仍然是它的低频率，纵向和横向声音辐射的形态仍然类似球形辐射波。所以，这个方法划分出来的“低频”频率仍然是242.94Hz。
（中频、高频亦同理）
严格地说，瘦高形设计的箱子在纵向和横向辐射的低频“球形辐射波”由于受箱体上部和下部障板反射干扰，与正方形障板箱相比，辐射波会存在一定区别，但是由于这个方法计算划分出来的高、中、低频本来就不是很严格的，他们存在高、中、低频辐射波形态的“相互覆盖”、“过度”的区间，所以这些“区别”我们仍然可以把她忽略。但是，计算结论对听音室摆位的“方向性指导”仍然有着重要意义的。
听音室里，最难处理、最难搞好的就是中低频，最难吸收控制的也是中低频，特别是两三百赫兹以下的这些频率，全方位辐射的机会非常大，千万不要认为扬声器箱的后墙面声音就不能被直接辐射到，这是非常值得重视的实际现象和问题，但是许多朋友常常就忽略了这一点。
还有一个情况，对于低频，要使他们被反射或扩散的 屏障体尺寸，其长和宽是不可小于期望反射或扩散频率的1/4波长的，否则对你期望“处理”的频率就基本没有明显作用了。例如200Hz频率的1/4波长是0.43米，20Hz频率的1/4波长是4.3米，要反射或扩散200赫兹的频率，尺寸为0.43米X0.43米=0.1849（平方米）的屏障体就可以了。而想反射或扩散20赫兹的频率，屏障体的尺寸就要达到4.3米X4.3米=18.49（平方米）的巨大面积。即使是只想反射或扩散40Hz的频率，屏障体的尺寸也要达到2.15米X2.15米=4.6225（平方米）的面积。先不说它的效果会怎样，这里就有一个问题了；你有这么大的听音环境去布置它们吗？？
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